水布垭水电站面板堆石坝施工-组织设计-方案书_毕业论文

1 1. 前 言 水布垭工程位于清江中游河段巴东县境内，是清江梯级开发中的龙头电站，正常蓄水位400m，总库容46.14亿m3，系多年调节水库，工程的主要任务是发电、防洪，兼顾航运及其他，电站装机容量为1600MW。 水布垭水利枢纽有世界最高的混凝土面板堆石坝，地下洞室工程多，加之其地质地形条件复杂，施工条件较差。为保证工程施建设顺利进行，清江水布垭工程建设公司的委托长江委勘测规划设计研究院并会同水布垭工程建设公司，对水布垭工程枢纽建筑物进行系统的施工组织设计。 本施工组织设计以水布垭水利枢纽可行性研究报告及审查意见、有关专题报告及审查意见、施工规划阶段报告及审查意见、业主建设目标、现场实际情况为设计依据，以优化施工方案及进度，优化资源配置及土石方平衡，优化分标方案及场地布置为目标，试图编制出一份全面、系统、符合实际的施工组织设计报告，作为今后水布垭工程施工建设中的指导性文件。 由于水布垭工程有关单项施工组织正在紧锣密鼓地进行，有关结构形式及工程量在不断变化，因而给本次工作带来很大难度。因此，本报告中的工程量等不作为结算依据。

2. 1 工程概况

1.1. 1.1 枢纽布置 清江干流分三级进行水电工程开发，隔河岩水利枢纽、高坝洲水利枢纽已先后建成投产发电，目前，水布垭水利枢纽已开始施工。 清江水布垭水利枢纽位于清江中游河段巴东县境内，下距隔河岩水利枢纽92km，上距恩施市117km，为清江干流三个梯级开发的龙头电站。工程的主要任 2

务是发电，兼顾防洪、航运及其它。枢纽正常蓄水位400m，总库容45.80亿m3，电站装机容量为1600MW，为一等大（１）型水利水电工程，永久主要建筑物级别为１级，次要建筑物级别为３级。 水布垭水利枢纽主要建筑物为：混凝土面板堆石坝、溢洪道、地下式电站、放空隧洞以及导流洞。 面板堆石坝坝顶高程409.0m，最大坝高233.0m，是世界同类型坝的最高坝。坝顶宽12.0m，坝轴线长660.0m，坝顶设“L”型防浪墙，高5.2m；上游坝坡1:1.4，下游综合坝坡为1:1.4，局部坡1:1.25，设置“之”字型马道，宽4.5m；上游混凝土面板厚度为0.3～1.1m。坝体填筑工程量为1677.7万m3。 溢洪道布置在左岸，由引水渠、溢流坝、泄槽和下游防冲段组成。引水渠中心线长895.98m，渠底宽90.0m，底高程350.0m；溢流坝分6个溢流堰坝段和4个非溢流坝段，坝顶高程407.0m，溢流堰顶高程378.2m，设5个表孔，表孔孔口尺寸14.0×21.8m（宽×高）。泄槽段长170.25～238.75 m，宽92.0m，用纵向隔墙把整个泄槽分为5个区，陡坡段坡度1:1.2。泄槽下部的挑流鼻坎为窄缝台阶式布置，鼻坎高程251.70～308.72m。下游消能采用护岸不护底方式，两岸高程200m以下设置混凝土防淘墙，墙厚3.0m，墙底高程160.0～193.0m，墙体用预应力锚索锚入山体内，高程200.0～230.0m设混凝土护坡。 地下电站布置在右岸，电站主要建筑物由引水渠、进水塔、引水隧洞、主厂房、安装场、尾水洞、尾水渠、母线洞、500KV变电所、交通洞及通风洞等组成。引水渠利用坝子沟开挖而成，底高程329.0m，底宽60.0～96.0m（顺水流向），长350.0m。进水塔垂直水流向长125m，顺水流向长30m，塔顶高程407.0m。引水隧洞为一机一洞，4条隧洞平行布置，隧洞中心间距24.0m，单洞长度1#～4#机分别为380.25m、389.19m、397.69m、406.42m，洞径由8.5m渐变至6.9m。主厂房洞室断面型式为圆拱直墙式，长102.0m，高62.0m；岩壁吊车梁以下净宽21.5m，岩壁吊车梁以上净宽23.0m；安装场主要布置在主厂房右端，长41.5m，与主厂房同宽；集水井布置于主厂房左端4#机组左侧，该段长度为6.5m。4条母线洞断面尺寸为8.006.0018.76m（宽高长），母线洞断面平面尺寸为 3

5.06.0m。尾水洞为一机一洞平行布置，中心距25.5m，1#～4#尾水洞长度分别为304.04m、300.29m、296.53m、292.77m。尾水平台尺寸为100.012.0m，底板高程186.0m，顶高程230.0m。尾水渠底宽100.0m，水平段长35.0m，其后以1:1的反坡与下游河床相接。出线场布置于地面，高程315m。 放空洞布置在右岸，由进水渠、有压洞、事故闸门井、工作闸门室、无压洞、交通洞、通风洞以及出口明渠段等组成。有压洞洞径11.0～9.0m，断面为圆形；事故闸门井内设一孔口尺寸511.0的事故检修门；工作闸门室内设一孔口尺寸6.07.0m的弧形工作闸门；无压洞为城门洞型，为一陡坡洞，断面尺寸为7.213.5m；出口段设有挑流鼻坎，以挑流消能的型式与下游相接。 坝址下游有大岩淌、马岩湾、台子上三个滑坡需进行处理。大岩淌滑坡处理措施包括削方减载、地表防渗排水、地下排水、临江前缘护坡、抗滑桩支挡加固等；马岩湾滑坡处理措施包括抗滑桩支挡加固、地表防渗排水、地下排水、前缘护岸等；台子上滑坡处理措施包括地表排水、地下排水、前缘护岸等。 大坝右岸下游马崖高陡边坡需进行处理，处理措施包括：危岩体和极强卸荷带开挖、边坡锚固、坡面喷护、坡面和地下排水、坡脚护岸等。 此外，坝址区共有14处危岩体需处理。 水布垭水利枢纽主要工程量为：土石方开挖2219.22万m3，土石方填筑1760.21万m3（含大坝坝前粘土铺盖5.4万m3，盖重区94.9万m3 ），混凝土199.3 万m3，钢筋8.74万吨，固结灌浆20.63万m，帷幕灌浆39.2万m2 ，金属结构22476吨。 枢纽主体工程量见表1-1。 4

表1-1 水布垭水利枢纽主要工程量汇总表 项目 土石方开挖(万m3) 土石 填筑 (万m3) 混凝土 (万m3) 喷锚 混凝土 (万m2) 浆砌石 （万m3） 金属 结构 (t) 钢筋 (万t) 钢材 (t) 锚杆（筋）（根） 锚索 (根) （束） 排水 进尺 (万m) 固结 灌浆 (万m) 帷幕 灌浆 (万m) 回填 灌浆 (万m2) 覆盖层 岩石明挖 岩石洞挖

大坝 119.9 110.5 0 1677.7 16.0 10.60 0.65 3800 3.18 溢洪道 35.1 1144.87 7.86 0 65.55 34.45 2645 1.28 1579t 569 8.24 0 地下电站系统 31.36 189.82 76.10 11.0 56.78 12.73 16757 3.60 1998 1479.3t 3316 12.56 8.02

围堰工程 10.76 0.12 0.34 71 7.05 0.56 导流洞 17.83 63.52 0.51 22.63 7.41 0.02 1593 1.46 216 35301 89 4.35 1.52 滑坡 73.92 0.56 4.04 0 9.46 21.13 2.21 0 0.55 0 33782 66 12.84 0 马崖 高边坡 0 221.1 1.93 0 1.30 11.63 0 0 0.03 0 920t 430 5.79 0

渗控工程 0 0.6 18.04 0 11.00 0 0 0 0.3251 0 42.47t 0 0.75 5.44 39.2 28.37 放空洞 7.91 63.34 19.70 0 9.53 5.40 1481 0.84 0 345t 40 1.25 1.91 合计 278.95 1748.74 191.53 1760.21 199.3 103.35 2.23 22476 8.74 2214 4510 45.78 20.63 39.2 28.37 注：1）地下电站系统金结工程已包括了桥机、发电设备及变电所设备的金结工程量13040t 。 2）回填灌浆工程量28.37m2。 5

1.2. 1.2 主要工程效益 水布垭水利枢纽开发的主要任务是发电、防洪、航运，并兼顾其它。工程所在地鄂西地区为老、少、边、穷地区，工程的兴建，将带动坝区的就业、交通、信息、科技等的发展；库区移民的搬迁，也可改善库区交通和住房条件；工程建成后，每年的工程用水费和发电地方税收给鄂西经济发展注入新鲜血液；随着库区矿产、土特产、渔业的开发，特别是旅游业的发展，将使鄂西地区经济上一个大的台阶。 （１）发电 水布垭大坝正常蓄水位400m，库容为43.12亿m３，装机容量为1600MW，年发电量39.2kW.h，并可增加下游隔河岩、高坝洲等水电站年发电量2.37亿kW.h。 水布垭电站是华中地区具有多年调节性能的水电站，投入运行后，可承担华中电网调峰，成为华中电网举足轻重的调峰电源，并在系统中发挥巨大的调频和补偿作用。水布垭工程又是清江干流梯级开发的龙头枢纽，由于其调蓄，可增加下游隔河岩、高坝洲枢纽的保证出力和发电量，增加的电量中约90%具调峰性能，相当于增一座中小型调峰电站的能力。 （２）防洪 清江流域面积17000km2，位于鄂西暴雨区，汛期洪峰流量较大，约占长江枝江洪水比重的2.2%，而且洪水频繁，暴涨暴落。当清江洪水与长江干流洪水遭遇时，将加重长江荆江段的洪水威胁。水布垭水库预留了5亿m3防洪库容，可提高荆江地区的防洪标准，在荆江遇百年一遇以上洪水时，可推迟荆江分洪时间及减少该地区的分洪损失。 水布垭工程建成后，与下游隔河岩水利枢纽联合调度，拦蓄洪水，使下游清江河道的洪水灾害得到根本治理，防洪效益十分显著。 （３）交通